Возможности и перспективы
индивидуализированного
корреляционного анализа лейкоцитарной формулы
крови
Л.И. Дубенская, С.М. Баженов,
С.А. Исаева*
Кровь является
особой разновидностью тканей мезенхимного происхождения. Особенность ее состоит
в жидком состоянии межклеточного вещества, поэтому данная тканевая система не
имеет очевидного пространственно-временного взаиморасположения клеточных
элементов. Следствием несопоставимости с привычной морфологией других тканей
является отсутствие сформированных представлений о структурной организации
данной ткани в противовес активно изучаемой функции. При этом функциональные
возможности системы циркулирующей крови исследуются по характеру количественных
изменений ее многочисленных элементов. На пройденных этапах развития науки этот
функциональный подход позволил разъяснить важные свойства тканей организма, в
т.ч. и крови. Известно, что крови свойственно накопление конечных результатов
приспособительной деятельности ряда функциональных систем организма [1].
С позиций современного
уровня знаний становится очевидным, что единые системные принципы построения и
функционирования на разных уровнях организации биосистем: клеток, органов,
тканей убеждают в наличии структурной организации крови. Необходим поиск путей
к оценке структуры данной тканевой системы на всех уровнях: молекулярном,
клеточном, тканевом. При относительно ограниченном наборе элементов любой
биосистемы только определенная упорядоченная взаимосвязанность между ними
(структура) превращает их в целенаправленно функционирующую систему [2]. Быстрые и экономные рекомбинации ее элементов
(структурные перестройки) являются эволюционно выработанной основой всех
ответных реакций биосистемы на всех уровнях их организации [3]. " Ни один из факторов окружающей среды не
может оказывать прямого влияния на ту или иную функцию, он изменяет ее только
опосредованно, через структуры, " вырабатывающие" эту функцию" [4]. Структурно-функциональное единство как всеобщая
закономерность существования биосистем относительно крови приобретает особое
значение: структура крови как интегративный показатель ее функции может иметь
отношение и к состоянию организма в целом. Эта особенность циркулирующей крови
раскрывается на уровне количественных изменений ее элементов.
О состоянии организма в
целом можно судить по известной динамике показателей крови в ходе острого
воспаления, а по отдельным " сигнальным" показателям оценивается
неспецифическая основа приспособления - общие неспецифические адаптационные
реакции (ОНАР), а также их напряженность [5]. Если уровень вышеназванных подходов столь высок, то велика и значимость
интегративной информации, заложенной в структурной организации крови. При
отсутствии методов непосредственной оценки структуры крови, находящейся in vivo в жидком и высокодинамичном
состоянии, доступным путем представляется перевод крови в твердую фазу и
решение вопроса: насколько адекватно соответствует структурная организация
твердой фазы различным функциональным состояниям системы in vivo. При этом характер
" твердофазной" структурированности формируется в определенных
стандартных условиях в зависимости от " жидкофазной"
структурированности, т.е. " изображение" вряд ли имеет характер
зеркального, но несет черты закодированности, условности. Возможно и
непосредственное сохранение в твердой фазе крови феноменов взаимодействий,
происходивших в циркуляции. Информация об этом ограничивается только
обнаружением в мазках больных (реже здоровых) ауторозеткообразующих клеток,
формирующихся прижизненно [6]. Упорядоченное расположение эритроцитов в мазках крови явно связано со
структурно-функциональной организацией крови, т.к. выявлены зависимости между
характером взаиморасположения эритроцитов и реологическими свойствами -
функцией крови в целом [7].
Особый вклад в изучение
структурности крови вносят работы по изучению морфоструктуры высушенной капли
сыворотки [8, 2]. Закодированная в
структурах информация носит интегративный характер о конкретном патологическом
процессе и о состоянии целого организма в соответствии с единством структуры и
функции. Видимо, обычный стандартный мазок периферической крови также отражает
фазовый переход из жидкого в твердофазное состояние с наличием определенного
соответствия между сформировавшейся структурой и структурной организацией,
существовавшей в жидкой крови в момент забора. Использование нативной крови без
стабилизаторов, фиксаторов и разводящих жидкостей позволяет предполагать, что
распределение клеточных элементов, регистрируемое на светооптическом уровне,
является суммарным итогом структурных взаимодействий - процессов
самоорганизации всех компонентов крови. В проведенном ранее исследовании нами
показано, что характер парных линейных корреляций между различными видами
лейкоцитов, составляющих лейкоцитарную формулу (ЛФ), имеет свои закономерности,
связанные с адаптивно-приспособительной деятельностью организма [9]. Индивидуализированный корреляционный анализ
(ИКА) позволяет на стандартном мазке крови выявить корреляционные взаимосвязи
между лейкоцитами, расположенными на некоторой площади мазка, содержащей 500
лейкоцитов. В результатах ИКА ЛФ представляется и в виде количественных
показателей ее элементов, и в корреляционных взаимосвязях между ними, описывая
таким образом структуру пространственной ориентации элементов. При этом
структурные перестройки (изменения числа корреляций с участием разных видов
лейкоцитов) при одном и том же ограниченном наборе элементов могут
соответствовать изменениям всей системы крови. Общие закономерности адаптивных
перестроек удобно выявлять с помощью минимального числа показателей, связанных
с максимально детерминированными проявлениями гомеостаза [10]. Показатели ЛФ отражают общий характер и
направленность гомеостатических процессов системы крови и целого организма,
изменяясь в соответствии с различными ОНАР. Мы полагаем, что общий и
универсальный характер структурно-функциональных перестроек, выявляемых в ИКА
ЛФ, проявляется в наличии основных четырех типов " корреляционного
портрета" ЛФ как у здоровых, так и больных лиц. Предполагается, что
наиболее часто выявляемый результат ИКА в виде единственной - "
основной" обратной линейной корреляции между сегментоядерными
нейтрофилоцитами (Сегм) и лимфоцитами (Лимф) соответствует
структурно-функциональной организации биосистемы крови в пределах адаптивных
норм гомеостаза (для здоровых), или устойчивой компенсации (для больных). Часто
выявляемые результаты ИКА с проявлением других корреляций связывались с
расширением защитно-приспособительных механизмов в пределах адаптивной нормы
или устойчивой компенсации (при сохранении " основной" корреляции
между Сегм и Лимф), либо - за пределами адаптивной нормы или устойчивой
компенсации (при отсутствии " основной" связи). Наиболее редко
отмечаемый результат ИКА ЛФ в виде отсутствия достоверных линейных взаимосвязей,
видимо, отражает кратковременный " распад" обсуждаемой условной
структуры ЛФ и объясняется достижением максимальной энтропии на
структурно-функциональном уровне организации, что может означать для биосистемы
переход в качественно иное состояние, соответствующее конкретным задачам
приспособления.
Мы не располагаем
объяснением механизмов структурных перестроек в системе ЛФ, выявляемых ИКА.
Исходя из предположения о связи " корреляционной" структуры ЛФ с
адаптивно-приспособительными процессами, регулирующие механизмы следует искать
в гормональных воздействиях, служащих одним из исполнительных звеньев ОНАР,
носящих системный характер и отражающихся на показателях традиционной ЛФ [5,11]. Наряду с тем, что регулирующий эффект является
результатом деятельности всей эндокринной системы, нельзя исключить наличие
взаимосвязей между структурно-функциональной организацией крови и гормонами
щитовидной железы (ЩЖ). Действительно, влияя на экспрессию генов, увеличивая
скорость синтеза белка и активность многих ферментных систем, тиреоидные
гормоны ускоряют клеточные реакции всех органов и тканей [12], формируя энергетические основы
структурно-функциональных изменений. В процессе адаптации к стрессовым факторам
именно тиреоидные гормоны служат инструментом перестройки организма на иной,
более высокий уровень функционирования [13]
Цель исследования - изучение ИКА ЛФ и
уровней Т3 и Т4 у 77 пациентов, проходивших
обследование функции ЩЖ.
В одной и той же порции
периферической крови радиоизотопными методами определялись уровни Т3 и
Т4, общепринятым способом приготовлялись мазки, которые
окрашивались азур-эозином. По принципу ИКА на 500 лейкоцитов подсчитывались
палочкоядерные нейтрофилоциты (Пал), Сегм, эозинофилоциты (Эоз), моноциты
(Мон), Лимф. Вычислялись парные линейные корреляции между ними ("
корреляционный портрет" структуры ЛФ), рассчитывались средние значения
показателей. Статистическая обработка велась с помощью пакета " STATGRAFICS" .
Выявлено 4 различных
типа корреляционной структуры ЛФ. Независимо от выявленных уровней Т3 и
Т4, в ИКА ЛФ преобладал тип системы с единственной, обратной,
высокодостоверной корреляцией между Сегм и Лимф (30 человек, 1 группа).
Появление прочих корреляций при наличии " основной" - Сегм и Лимф -
выявлено у 21 обследованного (2 группа). Наиболее малочисленна 3 группа - 9
человек с отсутствием в ИКА ЛФ достоверных линейных корреляций. Наличие прочих
корреляций при отсутствии " основной" выявлено у 17 (4 группа).
Сравнивались
среднегрупповые показатели ЛФ (в пересчете на 100 клеток) и тиреоидных гормонов
(табл.).
Таблица
Процентное содержание лейкоцитов и
уровни тиреоидных гормонов в группах
с различными типами ИКА
|
Группа |
Пал |
Сегм |
Эоз |
Мон |
Лимф |
Т3 |
Т4 |
|
1 |
6,5+0,6 |
45,1+1,2 |
2,6+0,2 |
6,0+0.5 |
38,7+1,1 |
2,29+0,1 |
106,4+6,6 |
|
2 |
5,1+0,5 |
44,3+2,1 |
2,02+0,4 |
6,1+0,6 |
42,3+2,3 |
3,23+0,4 |
143,8+12,7 |
|
3 |
7,7+ ,3 |
33,1+ ,9 |
3,3+ 0,9 |
7,8+0,6 |
38,0+3,1 |
2,88+0,6 |
119,6+ 16,6 |
|
4 |
7,7+ ,6 |
45,2+2,4 |
3,3+ 0,8 |
6,5+0,7 |
37,4+2,3 |
2,64+0,2 |
132,9+ 9,8 |
|
Р 1-2 |
- |
- |
- |
- |
- |
< 0,01 |
< 0,01 |
|
Р 1-3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Р 1-4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
< 0,05 |
|
Р 2-3 |
< 0,05 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Р 2-4 |
<0,005 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Р 3-4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Различия в количественных показателях
ЛФ групп с разными типами ИКА ЛФ весьма не значительны. Однако в группах с отсутствием " основной" связи Сегм - Лимф (3-4) имеется тенденция к повышению содержания Пал по сравнению с группой 2, тип ИКА которой соотносим с расширением приспособления в пределах устойчивой компенсации. Возможно, отсутствие устойчивой компенсации, связываемое с исчезновением " основной" связи из ИКА ЛФ
(3-4 группы) in vivo согласуется с недостаточностью имевшихся структурно-функциональных возможностей системы крови, что
требует привлечения
дополнительных резервов кроветворения для достижения полноценного
приспособительного результата.
Но уровни тиреоидных
гормонов, влияющих на биоэнергетическое обеспечение приспособления, не имели
существенных отличий в группах 3 и 4 по сравнению с группой 2, находясь в
пределах нормы, уровень менее биологически активного Т4
достоверно выше в группе 4 по сравнению с 1 группой (" устойчивая
компенсация" ). При этом в 4 группе Т3 обратно
взаимосвязан с " сигнальным" показателем ОНАР - процентным
содержанием Лимф (рис.). В группе 3 (" распад" системы ИКА, нет
связей) достоверных изменений тиреоидных гормонов не выявлено, однако, уровень Т3
- на верхней границе нормы.
Логически оправданное
усиление биосинтетической активности ткани, необходимое для расширения
приспособления " вне устойчивой компенсации" , судя по невысоким
уровням анаболически активных тиреоидных гормонов, не выражено при отсутствии
" основной" корреляции ИКА ЛФ (3 и 4 группы). Но постоянно
происходящая " перестройка" функций реализуется через колебательный,
двухфазный характер их активности. Нельзя поэтому исключить, что в состояниях
гомеостаза, соответствующих ИКА ЛФ с отсутствием показателя устойчивости
приспособления (" основная" связь Сегм - Лимф), более выражено
проявление катаболических процессов над анаболическими. Тогда за процессами
распада последует усиление синтеза, и конечный приспособительный результат
проявится на ином, временно устойчивом уровне и будет достигнут с
преобладаниеманаболических процессов. Уровень биологически активного Т3
достоверно выше в группе 2 по сравнению с 1, в условиях предполагаемого
" расширения приспособления в пределах устойчивой компенсации" .
Рис. Среднегрупповые взаимосвязи между лейкоцитами и
тиреоидными гормонами пациентов с различными типами ИКА
Четыре типа системы корреляций
ИКА ЛФ, в соответствии с которыми обследованные распределены на 4 группы,
сравнивались с системами внутригрупповых корреляций между средними показателями
процентного содержания лейкоцитов (рис.). В 1 и 2 группах соответственно "
корреляционный портрет" ИКА ЛФ каждого человека соотносим с общим
внутригрупповым: наличие " основной" обратной связи Сегм - Лимф (1
группа), прочие корреляции при наличии " основной" (2 группа). Во
внутригрупповых взаимосвязях остальных групп утрачивалась главная индивидуальная
особенность ИКА ЛФ - отсутствие " основной" связи. Между средними
показателями выявлена обратная высокодостоверная корреляция Сегм - Лимф (3 и 4
группы).
Корреляционный анализ
между лейкоцитами мазка отдельного человека и средним процентным содержанием
тех же лейкоцитов группы (даже сформированной по некоторым общим признакам)
выявляет различные закономерности. В то же время в системах внутригрупповых
корреляций выявлены важные особенности, согласованные с типами ИКА. Система
взаимосвязей между лейкоцитами " загружена" наименее в 1 и 3,
наиболее - во 2 и 4 группах. Усиление связанности между элементами системы
отражает увеличение напряженности в ней [14], но рост напряженности системы ЛФ происходил, видимо, в разных условиях:
при достижении устойчивой компенсации (2 группа) и вне ее (4 группа). Т.о.,
проведенное исследование не противоречит предположению о том, что четыре типа
системы корреляций, выявленных в ИКА ЛФ периферической крови, связаны с
состоянием гомеостаза. На это указывают определенные тенденции. Уровни Т3
и Т4 достоверно выше при усилении согласованности между
элементами системы ИКА ЛФ (2 группа). При отсутствии " основной"
связи Сегм - Лимф в ИКА (группы 3 и 4) есть тенденция к палочкоядерному сдвигу,
который можно расценивать как один из признаков напряженности, нестабильности в
системе кроветворения. Наиболее многочисленную группу составил тип ИКА ЛФ с
единственной - " основной" корреляцией Сегм - Лимф, наличие которой
связывается с устойчивым и наиболее сбалансированным состоянием приспособительных
механизмов. В данной группе (1) средние показатели тиреоидных гормонов
находились в пределах нормы. На связь структурных перестроек ИКА ЛФ с
гомеостатическими механизмами указывает и то, что различные типы системы
корреляций ИКА ЛФ не сопровождались значительными достоверными изменениями
количественных показателей ЛФ и Т3 и Т4.
Может быть, структурные перестройки ИКА ЛФ происходят без выраженного
количественного перераспределения элементов ЛФ, что является необходимым
условием их быстроты и максимальной экономности.
Расцениваемые как
условное отражение структурно-функциональной организации крови, комбинации
связей в системе ИКА ЛФ представляются показателем обобщающего характера,
связанного с неспецифическими основами любого приспособления, как в норме, так
и при патологии. Поэтому функциональное значение перестроек в ЛФ трудно
анализировать в контексте сопоставления с отдельными показателями гомеостаза.
Структура, целенаправленно формируемая самой биосистемой как интегральная
характеристика при согласовании практически не учитываемого множества
взаимодействий в ней, может и не иметь очевидных взаимосвязей с
гомеостатическими функциями, реально участвующими в определенных звеньях
механизмов структурно-функциональных перестроек. Поэтому выяснение значения
результатов ИКА ЛФ представляется перспективным при сопоставлении с различными
гомеостатическими параметрами и с показателями высокого уровня обобщения,
интегральными характеристиками различных систем и организма в целом.
Литература
1. Гаврилов О.К. и
др. Клетки костного мозга и периферической крови.- М.: Медицина, 1985.- 288
с.
2. Шабалин В.Н.,
Шатохина С.Н. // Клин. лаб. диагн.- 2002.- N 3.- С. 25-32.
3. Саркисов Д.С.
Рекомбинационные преобразования как один из механизмов многообразия в явлениях
природы // Рекомбинационные преобразования как один из механизмов качественных
изменений в живых системах: Мат-лы методол.-философ. семин.) / Под ред. Г.Х.
Шингарова.- М.: Медицина и милосердие, 1994.- С. 2-37.
4. Саркисов Д.С.
Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций.- М.: Медицина,
1987.- 448 с.
5. Гаркави Л.Х. и др.
Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакция активации как путь к
здоровью через процессы самоорганизации.- М.: Имедис, 1998.- 656 с.
6. Шубич М.Г. и др.
// Клин. лаб. диагн.- 1997.- N 1.- С. 13-14.
7. Штильбанс В. И.
// Лаб. дело.- 1985.- N10.- С. 629-630.
8. Савина Л.В. и др.
// Клин. лаб. диагн.- 2000.- N6.- С. 18-23.
9. Дубенская Л.И.,
Баженов С.М. // Математическая морфология.- Смоленск: СГМА, 1997.- Т. 2,
Вып. 1.- С. 146-154.
10. Озолин Н.Н. и др.
// Теория и практика физической культуры.- 1993.- N 8.- С. 34-39.
11. Горизонтов П.Д. и
др. Стресс и система крови.- М.: Медицина, 1983.- 240 с.
12. Уайт А. И др.
Основы биохимии.- М.: " Мир" , 1981.- Т. 3.
13. Положенцев Д.С.
// Воен. мед. журнал.- 1992.- N 8.- С. 55-56.
14. Лебедев К.А.,
Понякина И.Д. Иммунограмма в клинической практике.- М.: Наука, 1990.- 224 с.
Individualizing
Correlation Analysis of Blood
Leukocyte
Formule - Possibilities and Perspectives
L.I. Dubenskaya, S.M. Bazhenov, S.A. Isaeva
Summary
It is determined, that the leukocytes
distribution in a routine blood smear had regular character and it might be
presented in the system of correlation relations between leukocytes.
Individualizing correlation analysis (ICA ICA ICA
Key words: leukocytes,
correlation analysis, structural organization.
|
|
Дубенская Людмила Игоревна окончила педиатрический
факультет Смоленского медицинского института. Кандидат медицинских наук.
Старший научный сотрудник ЦНИЛ. Автор и соавтор 20 научных работ.
|
|
Баженов Сергей Михайлович окончил Смоленский
государственный медицинский институт. Кандидат медицинских наук с 1989 года.
Старший научный сотрудник ЦНИЛ СГМА. Автор и соавтор более 60 научных работ и 2
изобретений.
|
|
Исаева Светлана Андреевна окончила биологический
факультет Смоленского педагогического института. Работает научным сотрудником в
отделе радиоизотопных методов исследования ЦНИЛ более 20 лет. Автор и соавтор
250 научных работ.